5G移动通信关键技术及发展趋势分析

刘　平

（中国联合网络通信有限公司天津市分公司，天津 300020）

5G移动通信关键技术及发展趋势分析

刘平

（中国联合网络通信有限公司天津市分公司，天津 300020）

近些年来，随着我国经济的快速发展，我国的电信业进入了高速发展期。尤其是智能手机的应用使得数据通信的增长趋势迅猛，在不远的将来数据通信业务将取代语音通信成为电信运营商的新的增长点。现今移动通信网络已经建成并应用到了第四代通信网络即4G通信，为了适应增长越来越快的移动数据通信的需求，新一代的5G通信网络正在紧锣密鼓的研发中。本文将在分析5G移动通信网络特点及技术要点的基础上对5G移动通信网络未来的发展趋势进行分析阐述。

5G关键技术；发展趋势；展望

信息技术的高速发展为我国的移动通信网络的发展注入了新的活力。移动通信网络经过了多年的发展从早期的2G、3G移动网络发展到现今应用的4G移动通信网络，随着移动通信网络速度的提升，市场也爆发出了巨大的移动通信网络消费热情与需求。随着电子信息技术的不断发展，新一代的5G移动通信网络正在研发中，5G移动通信网络将比以前的移动通信网络通信速度更快、通信更稳定、信号覆盖范围也更广。本文将在分析5G移动通信网络研发所面临的关键技术的基础上对5G移动通信网络的发展前景及应用趋势进行分析阐述。

1. 5G移动通信网络简述

5G移动通信网络是下一代的移动通信网络，现今我国各大电信运营商都积极展开了对于5G移动通信网络的研究以期待在未来的5G移动通信网络抢占先机。据估计，2020年5G移动通信网络将会逐步进入市场进行应用。相对于现今所使用的4G移动通信网络5G移动通信网络在数据传输速率上、移动通信资源的合理利用以及频谱利用率方面都有着极大地提升。同时5G移动通信网络在用户体现、移动信号的覆盖率以及传输信号的稳定性等方面都有了极大地改善。5G移动通信网络是今后移动通信网络发展的重要方向。

5G移动通信网络具有以下特点：（1）5G移动通信网络将会极大地提升用户的使用感受，使用5G移动通信网络将会使得网络平均吞吐率、移动数据的传输速度、互动式游戏等的新兴移动业务等都得到极大地提升，用户在使用5G移动通信网络时将更为流畅、稳定。相较于传统的移动通信网络，5G移动通信网络将摒弃原先传统的点到点的物理层传输和信息编译码等的经典技术，5G移动通信网络将会将其数据通信研究的重点放置在多点、多用户、多天线、多小区共同合作创建新的网络方面，以确保5G移动通信网络的性能得到极大的提升。在5G移动通信中应当注意室内无线信号的全覆盖，以便为用户提供更强的数据体验，改进以往移动通信中“争取覆盖范围、室内为辅”的设计理念。在5G移动通信系统中应当加强对于高频段资源的利用，但是高频段无线电波受制于穿透能力较差需要与有线、无线、光载无线组网等技术进行综合使用。

2. 5G移动通信网络研发的关键技术

现今在5G移动通信网络中所应用的技术主要有：SON技术、异构超密集部署、SDN技术等三大技术。相较于其他两种技术SON技术在人力资源投入、物资消耗等方面都较少，对于减少电信运营商的运维等方面有着较强的效果。现今的SON技术仍然处于研发阶段，仍然具有相当的技术难题待攻克，但是SON技术在物资、资金等方面的优势值得电信运营商加大在SON技术上的投入。异构超密集部署技术是5G移动通信网络为应对以往移动通信网络中所出现的超密集部署问题所研发的，但是不足之处是异构超密集网络技术在缩短了数据传输中的各个节点之间的距离后，会导致出现问题的几率大幅增加。因此，需要加大对于异构超密集网络技术的研究力度，以便5G移动通信网络能够取得良好的通信效果。SDN技术又被称为软件定义网络技术，相较于以往所采用的移动通信网络技术，SDN技术在操作的简便灵活性、设备简化等方面都有着较大的优势。在SDN技术的应用过程中主要是通过中心网络控制器来实现对于移动通信网络的优化和对无线资源管理的优化，以便取得良好的管理效果。

在5G移动通信网络技术上能够支持多种制式的无线网络，在其无线网络层的结构上主要由上级网和下级网两大网络层组成，其中上级网络层主要适用于移动终端而下级网络层则主要适用于接口。同时5G移动通信网络根据IP地址来对网络中的各种终端进行区分。5G移动通信网络在运行的过程中将会受到无线技术的大量干扰，为减少干扰对5G移动通信网络所带来的影响，需要在5G移动通信网络中对于超密集布置的网络进行切换算法的合理选择。

在5G移动通信网络的技术中高频段传输技术是5G移动通信网络所面临的主要难题之一，现今移动通信网络所采用的频段多为3GHz以下，随着移动通信的普及以及移动数据应用量越来越大，传统的频谱资源在不久之后将会消耗殆尽，在高频段，则可以通过采用64根天线来使得传输的波束赋技术得到充分地发挥，可以使得移动终端在天线2km的范围内达到1Gbit/s的下载速度。因此，高频段将是5G移动通信网络今后应用的重点，可以充分利用设备与天线数量较多的优势以确保频谱资源满足用户的需求。但是高频段技术的传输距离较近，还会受到天气的较大影响，因此5G移动通信网络在应用高频段技术时需要继续研究以解决这一难题。5G移动通信网络现今需要解决的难题是要充分提高频谱的利用率，通过发挥天线数量充足的优势以使得用户在进行移动数据使用时不会受到频谱不足的影响。同时在5G移动通信网络的应用过程中，不仅要提高无线信号的覆盖率，且需要使无线信号不会对周边环境造成影响。在以往通信技术的发展过程中，通过采用多天线的方式来提高频率的利用效率，通过有源技术在天线上的应用使得当前所使用的数据发送天线最大可以得到128根，极大地提高了无线信号的覆盖范围和频谱的利用率。5G移动通信网络所用到的另一个关键技术是同时同频全双工技术，通过采用此项技术可以使得天线的可用频谱效率大幅增加，突破了传统频谱资源对于移动数据通信的束缚，从而使得频谱资源发挥出更大的效用。在5G移动通信网络中所运用的同时同频全双工技术可以使得传统应用中的TDD和FDD双工技术水平得到充分地提升，通过实验室的理论测算，在5G移动通信网络中使用同时同频全双工技术将会使得传统的频谱利用率得到原先的200%以上。在5G移动通信网络另一项关键技术则是直接通信技术，在应用5G移动通信网络的情况下将可以完成不同通信设备间的直接通信，从而使得移动终端的时延和能耗大幅下降，同时5G移动通信网络通过使用直接通信技术将会使得频谱资源发挥出更大的利用效率。5G移动通信网络为提高数据流量则需要通过采用密集网络技术在提高数据流量。对于热点地区和室内为提高5G移动通信网络的使用性能需要加大5G移动通信网络的覆盖率。现今随着各种智能设备的应用使得移动数据通信的使用量猛增，为提高5G移动通信网络的数据通信能力需要采用超密集网络技术来加以实现，在确保网络覆盖率的同时确保系统容量的大幅提升。同时在5G移动通信中通过利用云计算平台强大的计算能力来实现对于5G移动通信的智能配置和模式的切换，从而实现5G移动通信的自动智能组网。

3. 5G移动通信网络的发展进程及展望

随着经济的快速发展，对于移动通信网络的需求在不断地加强尤其是对于移动数据量的使用量在呈几何式增长。5G移动通信网络的应用将会极大的加快智慧城市的建设步伐，通过构建5G移动通信网络将会使得移动信号的覆盖范围更大、传输速度更快、系统资源及频谱的利用率更高。随着移动通信技术的不断加强及智能化程度的不断提高，未来的5G移动通信网络将会向着智能化、自动化和全面化的方向发展，从而使得5G移动通信网络发挥出更大的作用。

结语

随着经济的快速发展，移动通信已经成为了人们工作生活中的重要组成部分，尤其是近些年来随着智能终端的大量普遍使用，使得数据通信呈现除了爆发增长的趋势。现阶段4G移动通信技术是使用最为广泛的技术，但是仍然需要一种更为高效、高速、智能化的新一代无线移动通信技术来满足日益增长的移动数据需求，5G是继4G移动网络之后仍处于研发阶段的新一代移动通信技术，现今在5G移动通信网络的研究中仍然有很多关键技术待研究突破，本文在分析5G移动通信技术特点及关键技术的基础上对5G移动通信网络的应用前景进行了分析阐述。

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